1、2022-6-1二次雷達（二次雷達（SSR）中國民航大學電子信息工程學院中國民航大學電子信息工程學院電子信息工程學院二次雷達（SSR）內容提要內容提要v 空管監視技術空管監視技術v SSRSSR歷史發展歷史發展v SSRSSR基本原理基本原理v SSRSSR特有問題特有問題v Mode S SSRMode S SSR電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術v CNS/ATM CNS/ATM新一代航行系統新一代航行系統 C: Communication 通信通信 N: Navigation 導航導航 S: Surveillance 監視監視 ATM: Air Traffic M

2、anagement ATC（空中交通管制）（空中交通管制） ATFM監視：提供監視：提供飛機信息飛機信息，提供相關服務，是管制，提供相關服務，是管制員管理飛機的員管理飛機的手段手段。電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術v監視信息源監視信息源 一次雷達、二次雷達（一次雷達、二次雷達（主要主要） 自動相關監視自動相關監視 多點定位（多點定位（MLAT） 場面監視雷達場面監視雷達二次雷達能夠獲得飛機的二次雷達能夠獲得飛機的代碼、距離、方位、高代碼、距離、方位、高度度等信息，是我國目前主要的空管監視數據源。等信息，是我國目前主要的空管監視數據源。電子信息工程學院二次雷達（SSR）

3、空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術v監視技術比較監視技術比較電子信息工程學院二次雷達（SSR）空管監視技術空管監視技術v監視政策規劃監視政策規劃電子信息工程學院二次雷達（SSR）二次雷達二次雷達SSRSSR，Secondary Surveillance Rada

4、rSecondary Surveillance RadarSSR使得管制使得管制員可以可靠地員可以可靠地識別屏幕上的識別屏幕上的飛機。飛機。電子信息工程學院二次雷達（SSR）二次雷達二次雷達高度表高度表應答機應答機天線天線詢問詢問 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)Mode AMode C識別碼識別碼5 4 2 3高度碼高度碼20.3s20.3s21s8s P1 P2 P3 P1 P2 P35 4 2 3詢問詢問 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)電子信息工程學院二次雷達（SSR）二次雷達二次雷達v 收、發工作頻率不同收、發工作頻率不同 發射：發射：1030MH

5、z1030MHz 接收：接收：1090MHz1090MHzv 信號單程工作信號單程工作v 具有通信的特征具有通信的特征詢問詢問 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)特點特點電子信息工程學院二次雷達（SSR） 第一代，二戰時期，敵我識別系統（第一代，二戰時期，敵我識別系統（IFF）。）。 第二代，第二代，1950s，ATCRBS，人工解碼。，人工解碼。 第三代，第三代，1950s，SSR，信標譯碼系統。，信標譯碼系統。 第四代，第四代，1960s，計算機技術引入，自動化。，計算機技術引入，自動化。 第五代，第五代，1990s，單脈沖技術、，單脈沖技術、Mode S、自動、自動化系統

6、。化系統。SSRSSR歷史發展歷史發展電子信息工程學院二次雷達（SSR）SSRSSR歷史發展歷史發展電子信息工程學院二次雷達（SSR）SSRSSR基本原理基本原理u 組成組成u 信號格式信號格式u 詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術u 單脈沖測角技術單脈沖測角技術u 天線系統天線系統u 發射機發射機u 接收機接收機u 錄取器錄取器電子信息工程學院二次雷達（SSR）SSRSSR組成組成電子信息工程學院二次雷達（SSR）SSRSSR組成組成電子信息工程學院二次雷達（SSR）信號格式信號格式n 詢問信號詢問信號n 應答信號應答信號發送和接收的是發送和接收的是脈沖脈沖編碼信號。編碼信號。詢問詢問應答應答

7、 P1 P2 P3距離F1F2Code電子信息工程學院二次雷達（SSR）詢問信號詢問信號v 地面詢問機產生一個調制信息的射頻脈沖發射給飛機，這地面詢問機產生一個調制信息的射頻脈沖發射給飛機，這個信號被稱為個信號被稱為 詢問信號（Interrogation）v 三脈沖詢問體制三脈沖詢問體制1P2P3Ps2sX電子信息工程學院二次雷達（SSR）詢問信號詢問信號v P1-P3P1-P3：模式詢問脈沖：模式詢問脈沖 詢問波束（詢問波束（主瓣主瓣）輻射）輻射v P2P2： 旁瓣抑制脈沖（控制脈沖）旁瓣抑制脈沖（控制脈沖） 控制波束輻射控制波束輻射詢問詢問 (1030 MHz)Mode AMode C21

8、s8s P1 P2 P3 P1 P2 P3ICAO規定民用航管二次雷達只采用模式規定民用航管二次雷達只采用模式A和模式和模式C交替詢問交替詢問。電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號v 機載應答機檢測到詢問信息并返回一個射頻調制脈沖作為機載應答機檢測到詢問信息并返回一個射頻調制脈沖作為 應答信號（Replies）v 應答信號格式除了應答信號格式除了F1F1和和F2F2包括包括X X位由位由13個脈沖（位）組成個脈沖（位）組成F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號F

9、1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35SvF1F1，F2F2：框架（幀）脈沖：框架（幀）脈沖 表明一個回答的存在表明一個回答的存在 每次回答必須發射每次回答必須發射電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號vA A，B B，C C，D D：信息脈沖：信息脈沖 表明一個回答的數據。表明一個回答的數據。 模式模式A A和模式和模式C C的含義不同。的含義不同。 有嚴格的位置關系（有嚴格的位置關系（N N* *1.451.45微秒）微秒）F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF

10、2SPI4.35S電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號vX X：備用位：備用位 S S模式定義：邏輯模式定義：邏輯0 0，高度碼單位為英尺，高度碼單位為英尺 邏輯邏輯1 1，高度碼單位為公尺，高度碼單位為公尺 目前恒為邏輯目前恒為邏輯0 0F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號vSPISPI：特殊位置識別脈沖。：特殊位置識別脈沖。 在在F2F2脈沖后脈沖后4.35 4.35 微秒。微秒。 由管制員請求（在模式由管制員請求（在模式A A）發射。）發射。 持續持續2

11、020秒自動結束發射秒自動結束發射F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號v 響應模式響應模式A A詢問是回答識別碼詢問是回答識別碼v 識別碼的碼序：識別碼的碼序： A A，B B，C C，D DF1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F2XF27777A B CD電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號v 響應模式響應模式C C詢問回答高度碼詢問回答高度碼v 碼序碼序 2D4D1D1A2A4A4B1B2B標準循環碼五進制碼1C4C2C電子信息工程學院二次

12、雷達（SSR）應答信號應答信號v D D，A A，B B共九位是標準循環碼，共九位是標準循環碼，按按500英尺遞增英尺遞增v C C三位是五周期循環碼，三位是五周期循環碼，按按100英尺遞增英尺遞增v D1D1代表高度碼的最高位。代表高度碼的最高位。由于民航飛行器目前達不到這個高度由于民航飛行器目前達不到這個高度D1位恒為0v 高度碼最低位代表高度碼最低位代表-1200英尺英尺電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號v 標準循環碼標準循環碼標準循環碼和模2二進制碼8421十進制碼500累加00001111110 000011100128322100050042電子信息工程學院二次雷達

13、（SSR）應答信號應答信號v 五周期碼五周期碼 依照循環碼奇偶性查表依照循環碼奇偶性查表上例循環碼偶數位，上例循環碼偶數位，所以，所以，010010代表代表2 2， 即即200200英尺英尺 英尺查表數值 100循 環 碼 奇 偶 性1C4C2C十 進 制 數001001011011001001011011010010偶 數奇 數1023410234電子信息工程學院二次雷達（SSR）應答信號應答信號 如下高度碼代表海拔高度如下高度碼代表海拔高度2000020000英尺英尺1F1A2C2A4A1B2B4B2F電子信息工程學院二次雷達（SSR）詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術v天線旁瓣的存在造成天

14、線旁瓣的存在造成 天線旁瓣可能對飛機實現有效詢問天線旁瓣可能對飛機實現有效詢問 天線旁瓣可能接收到飛行的應答天線旁瓣可能接收到飛行的應答RemarkRemark：產生較大的定位誤差：產生較大的定位誤差旁瓣主瓣天線軸電子信息工程學院二次雷達（SSR）詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術v繞環現象繞環現象 由于雷達站附近的目標由于雷達站附近的目標 受到旁瓣詢問，于是受到旁瓣詢問，于是 出現斷續的回答。出現斷續的回答。 呈現呈現“繞環現象繞環現象” 這些回答是同步回答，這些回答是同步回答， 距離相同距離相同CBA電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 增加一個控制波束，控制波束的波瓣應覆蓋詢問波束的旁增加

15、一個控制波束，控制波束的波瓣應覆蓋詢問波束的旁瓣，控制波束輻射瓣，控制波束輻射P2P2脈沖脈沖channel main lobecontrol channel aircraft in axis of main lobeLooking to their amplitudes,P1 & P3 are much greater than P2the transponder is triggeredLooking to their amplitudes, P1& P3 are less than P2the transponder is NOT triggeredP1 P2 P3P1 P2 P3air

16、craft in a sidelobe詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）v空間信號特征空間信號特征P1P2P3P1P3P2P2P2控制波束P1P2P3P1P2P3控制波束詢問波束詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）v空間信號特征空間信號特征 主瓣方向主瓣方向 P1 P1 P2P2 旁瓣方向旁瓣方向 P1 P1 P2 P2 v應答機判決P1和P2的幅度關系： P1 P1 P2 P2 主瓣詢問主瓣詢問 給予回答給予回答 P1 P1 P2 P2 旁瓣詢問旁瓣詢問 不予回答不予回答 自P2脈沖起抑制35usundetermined 回答 抑

17、制-9dB0dBP1P2P3詢問旁瓣抑制技術詢問旁瓣抑制技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）單脈沖測角技術單脈沖測角技術v單脈沖技術測角的單脈沖技術測角的三要素三要素瞄準軸方向正北方位角：天線瞄準軸指向角：偏離瞄準軸角度：偏離瞄準軸方向電子信息工程學院二次雷達（SSR）v單脈沖技術測角的三要素單脈沖技術測角的三要素天線瞄準軸指向角天線瞄準軸指向角由天饋系統碼盤提供。由天饋系統碼盤提供。 偏離瞄準軸信息偏離瞄準軸信息 偏離瞄準軸方向偏離瞄準軸方向均由單脈沖技術解決。均由單脈沖技術解決。方位角單脈沖測角技術單脈沖測角技術電子信息工程學院二次雷達（SSR）單脈沖測角原理單脈沖測角原理波程差目標天線

18、瞄準軸測角結構圖測角結構圖電子信息工程學院二次雷達（SSR）瞄準軸方向波前等相位面l波程差sin2dd12單脈沖測角技術單脈沖測角技術測角示意圖測角示意圖電子信息工程學院二次雷達（SSR）2d121XR去XR去12矢量矢量 12矢量矢量 12單脈沖測角技術單脈沖測角技術和差信號和差信號電子信息工程學院二次雷達（SSR）偏離瞄準軸大小偏離瞄準軸大小1矢量2矢量1122sin2d121212大于大于大于單脈沖測角技術單脈沖測角技術差信號的幅度大小與偏離瞄準軸的大小有關。差信號的幅度大小與偏離瞄準軸的大小有關。電子信息工程學院二次雷達（SSR）12矢量矢量 12矢量矢量 11221212單脈沖測角技

19、術單脈沖測角技術偏離瞄準軸方向偏離瞄準軸方向和差信號的相位關系與偏離瞄準軸的方向有關。和差信號的相位關系與偏離瞄準軸的方向有關。電子信息工程學院二次雷達（SSR）45. 2 波束和 波束差 波束中心12A目標B目標21小于A目標差信號B目標差信號單脈沖測角技術單脈沖測角技術OBAOBA信息信息電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 結構結構/4/43/4/4LRv 差端口：差端口： L L和和R R信號相位相差信號相位相差180180，疊加信號為，疊加信號為矢量差矢量差 v 和端口：和端口： L L和和R R信號相位差信號相位差0 0 ，疊加信號為，疊加信號為矢量和矢量和單脈沖測角技術單脈沖測角

20、技術和和-差電橋差電橋電子信息工程學院二次雷達（SSR）環形電橋采用微帶線技術,工作頻率設為1060MHz./4/43/4/4LR單脈沖測角技術單脈沖測角技術和和- -差信號差信號電子信息工程學院二次雷達（SSR）v水平方向圖水平方向圖 詢問波束：詢問波束：和波束和波束發射發射P1-P3,P1-P3,接收回答。接收回答。差波束差波束接收回答產生單脈沖信息。接收回答產生單脈沖信息。 控制波束：控制波束：發射發射P2P2ISLSISLS接收回答接收回答RSLS RSLS 天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）dB00612126 波束差 波束和 控制波束dB10dB20dB30dB40

21、天線系統天線系統水平波束水平波束電子信息工程學院二次雷達（SSR） 波束和 波束差 45. 2maxmaxminmaxdB3dB3 . 0不平度交叉電平dB3 . 03水平方向圖技術要求水平方向圖技術要求天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）SUM = CONTROLCONTROL9dB downSUM實際水平波束實際水平波束天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）504maxG朝向地面輻射垂直方向圖形狀頂空盲區范圍垂直方向圖形狀垂直方向圖形狀天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）)(FdB16dB2604650dB20單調降高度角余割平方特性dB0度下切率/

22、8 . 1 dB垂直方向圖垂直方向圖天線系統天線系統v 0 0：按：按1.8dB/1.8dB/度衰減度衰減v 0 01212：呈筆形波束：呈筆形波束v 12122424：呈余割平方：呈余割平方形波束形波束v 36 36 72 72 ：單調衰減：單調衰減到到-30dB-30dB電子信息工程學院二次雷達（SSR）THALES AS909天線天線天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）大垂直孔徑天線大垂直孔徑天線天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）個輻射單元17個輻射單元17輻射柱反射柱天線中心瞄準軸方向開放式陣列（開放式陣列（open arrayopen array） 大垂

23、直孔徑天線（大垂直孔徑天線（LVALVA） 軸對稱，左右各軸對稱，左右各1717個輻射柱，饋電規律相同。個輻射柱，饋電規律相同。 輻射柱之間是反射器。輻射柱之間是反射器。天線結構天線結構天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）Lifting EyeRadiator1 of 358 m0.93m1.85m2.06mControlRearRadiatorRaytheon的的LVA天線天線天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）橫梁內部功分電路反射柱輻射柱背部輻射柱天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）偶極子中心接頭標尺功分電路輻射柱輻射柱天線系統天線系統電子信息工程

24、學院二次雷達（SSR）單輻射柱功率分配示意圖單輻射柱功率分配示意圖天線系統天線系統單脈沖二次雷達單脈沖二次雷達LVA天線的天線的垂直輻射單元饋電的垂直輻射單元饋電的幅度和幅度和相位各不相同相位各不相同以保證垂直方以保證垂直方向圖的形狀。向圖的形狀。電子信息工程學院二次雷達（SSR）偶極子輻射器功分器配相位的傳輸線輸入端不等功分示意的細線匹配電阻單輻射柱的功率分配結構圖單輻射柱的功率分配結構圖天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）個輻射柱左 17個輻射柱右 17輸入ISLS輸入輸入濾波器LPBP/濾波器LPBP/濾波器LPBP/耦合器耦合器十功分器差電橋和/十功分器1199八功分器八

25、功分器尾部填充輻射柱ALE-9天線功率分配天線功率分配天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）RaytheonRaytheon天線的功率分配天線的功率分配1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 (L) Outer Splitter(R)Outer SplitterCentre SplitterInput CouplerRear Radiator90SUM DIFF A 90 phase shift occurs as portion of

26、the control signal is fed across into the Sum channel by transformer action.Inside SpineControlSumDifference0180180A further 90 is applied in the hybrid rings to give 180 phase shift applied Sum radiators (L & R)電子信息工程學院二次雷達（SSR）側邊功分器中心功分器 Raytheon天線的功分器天線的功分器天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）天線驅動天線驅動天線系統天線系

27、統電子信息工程學院二次雷達（SSR）天線驅動天線驅動天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）天線驅動天線驅動天線系統天線系統電子信息工程學院二次雷達（SSR）發射機發射機 發射機發射機 模式產生器模式產生器 振蕩器振蕩器 調制器調制器 功率放大功率放大電子信息工程學院二次雷達（SSR）發射機發射機v 產生同步觸發信號產生同步觸發信號v 產生模式詢問脈沖并進行分配產生模式詢問脈沖并進行分配v 抑制脈沖用于標識某詢問信號產生，并送達其它發射抑制脈沖用于標識某詢問信號產生，并送達其它發射設備設備v 產生交替的詢問模式產生交替的詢問模式v 產生系統定時產生系統定時模式產生器模式產生器電子信息

28、工程學院二次雷達（SSR）錄取器觸發Rx S/Test錄取門Processor S/Tests& Synth TargetAntennaPatternMeasurementSUM INTCONTROL INT33333330153240240注：時間單位為注：時間單位為 S4545 for 220HzMAX RECCOMMENDED PRF = 220Hz模式脈沖P3-30P3-31P3最大作用距離Range Listening Intervalfor Site Monitor (real time)系統觸發P3toP3 - 500系統觸發模式產生器時序圖模式產生器時序圖發射機發射機電子信息工

29、程學院二次雷達（SSR）定時電路交替電路詢問模式形成詢問模式選擇分配電路整形59132225 27321PPP脈沖1P3P門關時鐘同步脈沖PSR0S0S三重交替1P模式產生器基本組成模式產生器基本組成發射機發射機電子信息工程學院二次雷達（SSR） 作用：形成詢問所需的作用：形成詢問所需的1030MHz1030MHz載波信號載波信號振蕩器振蕩器發射機發射機形成：振蕩器工作在形成：振蕩器工作在114.444MHz（采用石（采用石 英晶振），倍頻器為英晶振），倍頻器為9倍頻倍頻電子信息工程學院二次雷達（SSR）發射機發射機v 航管常用的調制方式航管常用的調制方式： 三極管調制：三極管調制：集電極調制

30、集電極調制 二極管調制：二極管調制：開關調制開關調制電橋調制電橋調制調制器調制器電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機預選器低噪聲放大器混頻器中放檢波視頻放大自發射機MHz1030頻率源MHz1090回答信號控制STCGTCSTC門插入微波電調衰減電子信息工程學院二次雷達（SSR）切線靈敏度切線靈敏度接收機接收機v 靈敏度是衡量接收機檢測微弱信號的能力。靈敏度是衡量接收機檢測微弱信號的能力。v 使雷達能夠正常工作時的最小輸入信號功率。使雷達能夠正常工作時的最小輸入信號功率。v 航管二次雷達靈敏度表征航管二次雷達靈敏度表征切線靈敏度切線靈敏度電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機

31、v接收機帶寬接收機帶寬 用于抑制鄰近波道干擾和抑制帶外噪聲。用于抑制鄰近波道干擾和抑制帶外噪聲。 接收機一般含有兩個濾波器（兩個帶寬）接收機一般含有兩個濾波器（兩個帶寬） 射頻帶寬：射頻帶寬： 抑制鏡像干擾和抑制鏡像干擾和(L(L波段波段)PSR)PSR帶外的強信號干帶外的強信號干擾擾 中頻帶寬：中頻帶寬： 鄰近波道干擾鄰近波道干擾電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機dB3dB40MHz8MHz24接收機帶寬指標接收機帶寬指標SSR接收機帶寬主要由中頻段帶寬所決定。接收機帶寬主要由中頻段帶寬所決定。電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 定義：使接收機能夠正常工作時的輸入信號允許的最大

32、變定義：使接收機能夠正常工作時的輸入信號允許的最大變化范圍化范圍v 航管二次雷達接收機要求航管二次雷達接收機要求 動態范圍大于動態范圍大于60dB 60dB 動態范圍動態范圍接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 用于發射時保護接收機和鏡像干擾抑制用于發射時保護接收機和鏡像干擾抑制XT發射機XR接收機天線失配反射有限隔離度泄漏MHz1030接收機保護預選器預選器接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 采用低噪聲放大器是為了降低整機的噪聲系數，提高采用低噪聲放大器是為了降低整機的噪聲系數，提高接收機的靈敏度。接收機的靈敏度。 11GF，22GF，33GF，NNGF ，11NN

33、GF，電纜預選器LNA中放檢波接收系統級聯電路低噪聲放大器低噪聲放大器接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v混頻器混頻器 將回答頻率進行頻譜變換變換成將回答頻率進行頻譜變換變換成60MHz60MHz中頻中頻 混頻器的本振來自發射機的頻率源混頻器的本振來自發射機的頻率源v中放中放 決定了接收機的頻率響應和增益決定了接收機的頻率響應和增益 為了提高接收機動態范圍采用對數接收機為了提高接收機動態范圍采用對數接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v檢波和視頻放大檢波和視頻放大 檢波檢波是一次頻譜變換是一次頻譜變換采用包絡檢波器采用包絡檢波器 視頻放大視頻放大將檢波輸出信號放大到

34、后續電路可用電平將檢波輸出信號放大到后續電路可用電平接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 是一種擴大動態范圍的方法。是一種擴大動態范圍的方法。v 目前目前STC STC 在航管二次雷達使用上有三種方式在航管二次雷達使用上有三種方式 射頻射頻 STC STC 微波電調衰減器（微波電調衰減器（ToshibaToshiba） 中頻中頻 GTCGTC電容電橋衰減器（電容電橋衰減器（ThomsonThomson） 視頻視頻 STCSTC門（門（AleniaAlenia）靈敏度時間控制（靈敏度時間控制（STC）接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機v靈敏度時間控制靈敏度時間

35、控制(STC)(STC)原理：按原理：按 6dB/6dB/倍時程倍時程 衰減輸入信號使輸出恒定衰減輸入信號使輸出恒定 距離控制電平輸出信號20010050255 .1225. 6125. 35625. 1海里輸入信號dBm86dBm80dBm74dBm68dBm62dBm56dBm50dBm44dB0dB0dB0dB6dB12dB18dB24dB30dBm86dBm80dBm74dBm74dBm74dBm74dBm74dBm74電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機v 可編程可編程STCSTC 劃分出方位劃分出方位距離單元距離單元 方位方位3232扇區（扇區（11.2511.25） 距

36、離以海里劃分距離以海里劃分 每個扇區保持理論的每個扇區保持理論的 STCSTC衰減值衰減值, ,再根據實際再根據實際要求按照方位要求按照方位距離單元距離單元調整調整電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機RSLS， Reception with Side Lobe Suppression和通道主瓣目標旁瓣目標控制通道 電子信息工程學院二次雷達（SSR）接收機接收機來自詢問波束來自控制波束比較器接收機接收機標記接收機旁瓣抑制接收機旁瓣抑制接收機輸出表示接詢問波束的V接收機輸出表示接控制波束的 V表示主瓣接收大于VV表示旁瓣接收小于VV標志以便后續處理予對于旁瓣接收的脈沖賦RSLS電子信息工

37、程學院二次雷達（SSR）測試信號本振耦合器限幅器增益控制混頻前置中放低噪聲放大器對數中放幅度，相位校正器低噪聲放大器對數中放幅度，相位校正器混頻前置中放相位檢測LOGLOG/LOG/LOGR來自通道通道收機原理框圖單脈沖信息幅度處理接單脈沖接收機單脈沖接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 幾個考慮問題幾個考慮問題 兩路接收機公用一個本振兩路接收機公用一個本振 混頻輸出應保持輸入時的原有相位關系混頻輸出應保持輸入時的原有相位關系 保證偏離瞄準軸方向不變保證偏離瞄準軸方向不變 兩路接收機應設置相位校正電路兩路接收機應設置相位校正電路 放大過程兩路接收機的相移相同放大過程兩路接收機

38、的相移相同 保證原有相位關系使偏離瞄準軸方向不保證原有相位關系使偏離瞄準軸方向不變變單脈沖接收機單脈沖接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 幾個考慮問題幾個考慮問題 兩路接收機的增益保持一致兩路接收機的增益保持一致 保證兩路信號的固有的幅度關系保證兩路信號的固有的幅度關系 這樣就確保減少偏離瞄準軸的大小誤差這樣就確保減少偏離瞄準軸的大小誤差 電路中的增益控制是對兩路增益的監測，電路中的增益控制是對兩路增益的監測，在幅度校正器中調整。在幅度校正器中調整。單脈沖接收機單脈沖接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v幾個考慮問題幾個考慮問題 必須采用大動態范圍的接收機必

39、須采用大動態范圍的接收機 避免幅度失真引起的偏離瞄準軸大小錯誤避免幅度失真引起的偏離瞄準軸大小錯誤 應采用對數放大應采用對數放大 對數輸出帶來電路運算的好處，簡化電路設對數輸出帶來電路運算的好處，簡化電路設計計單脈沖接收機單脈沖接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）v幾個考慮問題幾個考慮問題 差信號的歸一化差信號的歸一化 保證在相同偏離瞄準軸角度情況下不因目標保證在相同偏離瞄準軸角度情況下不因目標距離的遠近，差信號強度不同引起測角差異。距離的遠近，差信號強度不同引起測角差異。 用和信號歸一，差信號的強弱變成比值，查用和信號歸一，差信號的強弱變成比值，查表得到對應的偏離瞄準軸角度。

40、表得到對應的偏離瞄準軸角度。單脈沖接收機單脈沖接收機接收機接收機電子信息工程學院二次雷達（SSR）錄取器錄取器多通道接收機視頻數字化回答處理器時鐘方位距離確定回答相關距離來自天線方位編碼目標報告回答報告脈沖報告單脈沖二次雷達錄取器單脈沖二次雷達錄取器電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 脈沖檢測脈沖檢測最終給出脈沖報告最終給出脈沖報告 完成窄脈沖抑制完成窄脈沖抑制 脈沖寬度分析脈沖寬度分析 脈沖屬性的賦值脈沖屬性的賦值 v 回答處理回答處理最終給出回答報告最終給出回答報告 完成脈沖到達時間定時，將一系列脈沖串組成回答完成脈沖到達時間定時，將一系列脈沖串組成回答組，分解竄擾回答。組，分解竄擾回答

41、。v 回答相關回答相關最終給出目標報告（點跡）最終給出目標報告（點跡） 目標在波束駐留期間，組合同一目標的全部信息生目標在波束駐留期間，組合同一目標的全部信息生成點跡。成點跡。錄取器錄取器電子信息工程學院二次雷達（SSR）雷達數據處理雷達數據處理電子信息工程學院二次雷達（SSR）雷達數據處理雷達數據處理電子信息工程學院二次雷達（SSR）特有問題特有問題 錯覺錯覺 異步干擾異步干擾 旁瓣詢問引起的回答旁瓣詢問引起的回答 反射問題反射問題 同步竄擾同步竄擾 回答丟失回答丟失 無線視頻干擾無線視頻干擾電子信息工程學院二次雷達（SSR）特有問題特有問題二次雷達的特點：二次雷達的特點： 收發具有統一的頻

42、率，收發具有統一的頻率，1030MHz1030MHz，1090MHz1090MHz 應答機的天線為全向天線應答機的天線為全向天線 信號單程輻射信號單程輻射 編碼信號編碼信號電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 定義：定義：檢測出的應答檢測出的應答F1F1脈沖為代碼脈沖或為一個應答脈沖為代碼脈沖或為一個應答的框架脈沖，而的框架脈沖，而F2F2脈沖為代碼脈沖或另一個脈沖為代碼脈沖或另一個應答的框架脈沖應答的框架脈沖v 影響：影響： 使后續處理加重負擔，干擾正確的航跡跟蹤使后續處理加重負擔，干擾正確的航跡跟蹤v 解決方法：解決方法：單脈沖技術可以判決錯覺假目標單脈沖技術可以判決錯覺假目標錯覺錯覺特有

43、問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）SPIC 2同步竄擾（交織占位）回答靠近（Close2F1F2Fs3 .20s3 .20s3 .202F1F1F2F1Fs3 .20s3 .202C1F2FSPIs3 .20s3 .20s3 .20s3 .20v錯覺（錯覺（PhantomPhantom）假目標示意圖）假目標示意圖特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）特有問題特有問題無向應答A站B站500 nm電子信息工程學院二次雷達（SSR）v異步干擾影響異步干擾影響t假回答無影響錯碼錯碼假回答phantomphantom特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 特征：同步

44、回答特征：同步回答v 原因：原因：詢問機的旁瓣出現穿透控制波束現象詢問機的旁瓣出現穿透控制波束現象v 詢問機的控制脈沖輻射功率降低詢問機的控制脈沖輻射功率降低 旁瓣詢問引起應答機回答旁瓣詢問引起應答機回答特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）主瓣回答旁瓣回答旁瓣詢問旁瓣詢問v旁瓣引起的詢問示意圖旁瓣引起的詢問示意圖特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）v 地物反射引起的假目標（地物反射引起的假目標（GhostGhost） 主瓣詢問受地物遮蔽引起反射觸發應答機回答主瓣詢問受地物遮蔽引起反射觸發應答機回答（多徑）。（多徑）。 特征：同步回答特征：同步回答 影響：在不同的距離

45、和方位上出現影響：在不同的距離和方位上出現標牌相同的兩個回答，出現時間較短，出現時間較短反射問題反射問題特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）v反射假目標示意圖反射假目標示意圖全向應答全向應答反射詢問反射詢問鏡像目標鏡像目標特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）反射應答直接應答由水平表面引起的主瓣反射由水平表面引起的主瓣反射特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）sR3 .20v 由于波束中兩個（或多個）目標間隔由于波束中兩個（或多個）目標間隔20.320.3 導致導致同步竄擾 同步竄擾（同步竄擾（Garble）特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR

46、）詢問詢問應答應答 P1 P2 P3F1F2Range Tgt 1Range Tgt 220.3 SF1F220.3 S同步竄擾（同步竄擾（Garble）特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）v同步竄擾可能出現三種狀態同步竄擾可能出現三種狀態 隔離：隔離：回答碼信息位落在信息脈沖間隔之間回答碼信息位落在信息脈沖間隔之間 粘連：粘連：回答碼信息位有部分重疊，粘連結果回答碼信息位有部分重疊，粘連結果 使粘連信息脈沖變寬使粘連信息脈沖變寬 占位：占位：回答碼位完全重疊，兩回答之間相互占位回答碼位完全重疊，兩回答之間相互占位特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）1FXs3 .2

47、0粘連1F2F2F1F1F2F2Fs3 .20s3 .20隔離1F2F1F2Fs3 .20s3 .20占位v回答交織可能出現三種狀態示意圖回答交織可能出現三種狀態示意圖特有問題特有問題電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式S S二次雷達二次雷達S 模式模式(選擇選擇)是一種使用航行器全世界是一種使用航行器全世界唯一地唯一地址址進行進行選擇性詢問選擇性詢問的二次監視雷達技術。的二次監視雷達技術。電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式S S二次雷達二次雷達S模式詢問模式詢問電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式S S二次雷達二次雷達特點特點 S模式意味著減少詢問數目并選擇尋址來減模式意

48、味著減少詢問數目并選擇尋址來減少阻塞和混疊少阻塞和混疊 更高的航行器數據完整性更高的航行器數據完整性, 由于由于S模式的唯一模式的唯一地址和更安全的數據傳輸地址和更安全的數據傳輸 數據鏈技術使得可提供更多的機載數據數據鏈技術使得可提供更多的機載數據電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式S S二次雷達二次雷達優點優點更高的航行器數據完整性更高的航行器數據完整性, 由于由于S模式的唯模式的唯一地址和更安全的數據傳輸。一地址和更安全的數據傳輸。u 減少詢問已減少阻塞減少詢問已減少阻塞u 可靠的反射處理可靠的反射處理u 更好的編碼糾錯能力更好的編碼糾錯能力電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式

49、S S二次雷達二次雷達優點優點選擇性詢問，更好的分辨率選擇性詢問，更好的分辨率l 混疊消除混疊消除: 航路應用（處于統一航路的兩架飛機，速度相近，不同航路應用（處于統一航路的兩架飛機，速度相近，不同高度高度TMA應用（平行跑道，同時進近）應用（平行跑道，同時進近）l S模式避免了模式避免了:檢測損失、錯誤編碼、幽靈目標檢測損失、錯誤編碼、幽靈目標l 飛機裝備飛機裝備S模式即可獲得上述性能模式即可獲得上述性能當當80%的國際航班飛機配置的國際航班飛機配置S模式，模式，96%的混疊可被解決。的混疊可被解決。電子信息工程學院二次雷達（SSR）l 迅速檢測垂直上的機動迅速檢測垂直上的機動l 更精確更精

50、確STCA計算計算l 標準的標準的ASTERIX已經可傳輸已經可傳輸25 ft 高度高度l 無需修改現有雷達無需修改現有雷達/ATC接口即可獲得改進的接口即可獲得改進的ATC性能性能模式模式S S二次雷達二次雷達優點優點25英尺的高度分辨率（模式英尺的高度分辨率（模式C）電子信息工程學院二次雷達（SSR）l 模式模式S雷達可提供如下機載數據：雷達可提供如下機載數據： 呼號、狀態矢量（航向、航速、垂直速度）、航行意圖呼號、狀態矢量（航向、航速、垂直速度）、航行意圖（waypoint）、）、ACARS解決建議、可選的解決建議、可選的VHF通道、通道、氣象信息氣象信息l 利用這些數據可完成基本利用這

51、些數據可完成基本/增強監視增強監視模式模式S S二次雷達二次雷達優點優點基本基本/增強監視增強監視電子信息工程學院二次雷達（SSR）模式模式S S二次雷達二次雷達l ATN模式模式S子網子網l 模式模式S專有服務專有服務優點優點數據鏈數據鏈ATN ARCHITECTUREWEATHER DATA BASEINSEFISFMSGROUNDTOWERAIRLINE NETWORKLOCALMODE SGDLPGROUNDGESACARSAVPACNETWORKATNROUTERAESSATELLITECOMMAPPLICATIONSDATA LINKVHFDATA LINKSMODE SADLPATCAUTOMATIONATC SERVICESVHFCOMMSATELLITEDATA LINKSATN